1、物聯網物聯網(lin wn)智能家居智能家居第一頁，共24頁。 課題的選題意義和研究現狀課題的選題意義和研究現狀1 物聯網智能家居系統的總體設計物聯網智能家居系統的總體設計2 系統的硬件和軟件實現系統的硬件和軟件實現3 系統測試及結果展示系統測試及結果展示4 致謝致謝5第1頁/共24頁第二頁，共24頁。1、物聯網推進智能家居產業化進程。2、節能減排和環境保護是智能家居的發展方向，也是智能家居的重要(zhngyo)功能體現。1.1意義 物聯網被廣泛應用于多種領域，促使智能家居的應用會以非常快的速度蔓延開來。目前，在國內各城市(chngsh)正加快建設物聯網工程，物聯網的加快建設將大大促進智能家居

2、產業化。第2頁/共24頁第三頁，共24頁。國外起步早、投起步早、投入大、應用入大、應用先進的信息先進的信息與通信技術、與通信技術、成果顯著、成果顯著、技術成熟技術成熟國內起步晚、市起步晚、市場需求大、場需求大、政府支持、政府支持、發展快、有發展快、有很大的發展很大的發展前景前景第3頁/共24頁第四頁，共24頁。系統系統總體總體框架框架設計設計系統系統軟硬件軟硬件實現實現第4頁/共24頁第五頁，共24頁。1、多類型家居(jij)設備互聯控制 開發具有多電器接口、能夠將家中所有電氣化設備統一聯網，實現設備集中控制具有重要的意義。智能家居控制系統常用家電部分安防部分家庭醫療部分第5頁/共24頁第六頁

3、，共24頁。2、多樣化的系統遠程監控 系統監控是目前智能家居控制系統的重要需求，多種監控方式可提高(t go)用戶對系統的需求和滿意度。系統遠程監控手持遙控Internet監控GPRS監控第6頁/共24頁第七頁，共24頁。第7頁/共24頁第八頁，共24頁。硬件設計核心(hxn)處理器設計基于485總線的物聯通信設計以太網通信部分設計基于GPRS的遠程報警部分設計人機交互部分設計第8頁/共24頁第九頁，共24頁。 核心處理器LPC2378性價比高，接口豐富非常適合網絡協議轉換，多設備接口的應用環境。 對于本文(bnwn)設計的智能家居控制系統，需要多個UART接口、以太網接口和大量的IO接口。第

4、9頁/共24頁第十頁，共24頁。 如圖如圖485網絡結構，實現網絡結構，實現(shxin)智能設備的即插即用功智能設備的即插即用功能。能。 電流調理電路負責隔離總線電流調理電路負責隔離總線中的電信號和智能設備的輸出電中的電信號和智能設備的輸出電平，將輸出電平轉變成規范的平，將輸出電平轉變成規范的485輸入信號。輸入信號。 接入檢測電路是用來檢測單接入檢測電路是用來檢測單片機指定引腳的高低電平的改變，片機指定引腳的高低電平的改變，代表智能設備的生命周期。代表智能設備的生命周期。第10頁/共24頁第十一頁，共24頁。 本系統中使用本系統中使用(shyng)ARM(shyng)ARM處理器處理器LP

5、C2378LPC2378中帶中帶DMADMA的的10/100M10/100M以太以太網模塊網模塊DP83848IDP83848I，硬件結構圖如圖所示。，硬件結構圖如圖所示。第11頁/共24頁第十二頁，共24頁。 GPRS遠程報警使用(shyng)SIMCOM公司生產的SIM300CZ模塊，本部分設計的關鍵點在于：1）使用(shyng)嵌入式系統實現了短信的收發功能；2）對現場采集終端采集到的異常信息進行合理分析處理，并及時通知用戶。v5）人機交互部分設計）人機交互部分設計 人機交互人機交互部分的主要部分的主要組成部分應包組成部分應包括括LCD液晶顯示屏液晶顯示屏(OCM12864)(OCM12

6、864)、信息控、信息控制按鍵、實時時鐘制按鍵、實時時鐘(DS1302)(DS1302)、信息存儲、信息存儲器器(FM24C64A)(FM24C64A)、狀態指示燈、語音提示、狀態指示燈、語音提示(HMA-TTS)(HMA-TTS)等。等。第12頁/共24頁第十三頁，共24頁。485通信協議通信協議幀頭地址命令數據長度數據校驗和幀尾$Addr0 x000 x000 x00* RS-485 RS-485通信協議中的通信幀主要分為兩種類型：通信協議中的通信幀主要分為兩種類型： 第一種為查詢類型，包括詢問主機是否在線第一種為查詢類型，包括詢問主機是否在線(zi (zi xin)xin)，獲取當前該電

7、器設備的運行參數；，獲取當前該電器設備的運行參數； 第二種為控制類型，通過控制類型命令幀可以對家第二種為控制類型，通過控制類型命令幀可以對家用電器進行檔位的設定，以及家用電器的開關等。用電器進行檔位的設定，以及家用電器的開關等。第13頁/共24頁第十四頁，共24頁。命令（功能）類型內容字節長度備注查詢類型0 x511詢問智能設備是否在線0X521獲取當前常規數據0 x531獲取當前檔位值控制類型0 x541設置用戶定義的檔位值0 x551控制智能設備運行0 x561控制智能設備停止主要命令類型(lixng)如下表：第14頁/共24頁第十五頁，共24頁。GPRS短信協議短信協議(xiy)設計設計

8、短信類型報警類短信控制類短信查詢類短信 用戶和智能家居控制系統之間需要制定相應的短信通信用戶和智能家居控制系統之間需要制定相應的短信通信協議。本文中制定的短信通信協議將短信內容分為三類短信：協議。本文中制定的短信通信協議將短信內容分為三類短信：報警類短信、查詢報警類短信、查詢(chxn)(chxn)類短信和控制類短信。類短信和控制類短信。第15頁/共24頁第十六頁，共24頁。表表1 報警報警(bo jng)類短信的格式類短信的格式類名 指令格式指令說明回復內容報警短信設備ID：故障原因：發生時間：年月日時分故障報告不需回復設備ID：異常關閉原因：發生時間：年月日時分異常報告不需回復第16頁/共

9、24頁第十七頁，共24頁。表表2 查詢查詢(chxn)類短信的格式類短信的格式類名指令格式指令說明回復內容查詢短信ASK+H?詢問短消息操作方法回復短信指令ASK+O?詢問該智能設備是否在線成功：設備ID：在線，允許遠程設置設備ID：在線，不允許遠程控制失敗：設備ID：不在線ASK+L?詢問該智能設備當前檔位值成功：設備ID：當前運行的檔位為XXXX。失敗：設備ID：不存在設備ID：查詢失敗第17頁/共24頁第十八頁，共24頁。表表3 控制控制(kngzh)類短信的格式類短信的格式類名指令格式指令說明回復內容控制短信SET+L+設置該智能設備的檔位值成功：設備ID：檔位已設定為失敗：設備ID：

10、不存在設備ID：設置失敗CTRL+H控制該智能設備開始運行成功：設備ID：完成運行操作設備ID：已處在運行狀態失敗：設備ID：不存在設備ID：運行操作失敗CTRL+F控制該智能設備停止運行成功：設備ID：完成停止操作設備ID：已處在停止狀態失敗：設備ID：不存在設備ID：停止操作失敗第18頁/共24頁第十九頁，共24頁。 嵌入式處理器作為嵌入式處理器作為(zuwi)485(zuwi)485總線上的主機，輪詢各個接入總線上的主機，輪詢各個接入智能設備的數據通信調試。智能設備的數據通信調試。第19頁/共24頁第二十頁，共24頁。 客戶端通過客戶端通過InternetInternet網絡測試智能家居控制系統，網絡測試智能家居控制系統，對智能家電設備對智能家電設備(shbi)(shbi)進行監測和控制。進行監測和控制。第